既有线高路堤下箱涵顶进施工技术

既有线高路堤下箱涵顶进施工技术既有线高路堤下箱涵顶进施工技术龚宏华,胡洲,万波,林运唐(南昌铁路天河建设股份有限公司,南昌330002)摘要:介绍在既有线高路堤下箱涵顶进的施工方法:采用"卸载预压"+钢筋混凝土刃角带土顶进,线路架空采用常规的D24m便粱架空线路,便梁支点采用桩基础,成功解决了在高填方路堤下进行大跨度箱涵顶进难题.不仅使箱涵顺利顶进到位,而且还保证了铁路的行车安全.关键词:高路堤;大跨度箱涵;砂性土;卸载预压法;顶进中图分类号:U445文献标识码:B文章编号:1004—2954(20lO)04—0063—02在既有线高路堤下进行箱涵顶进,由于路堤常以填筑土为主,尤其是以砂性土为主时,顶进过程中极易引起大面积坍方.为了解决这个难题,本文采用"卸载预压"+钢筋混凝土刃角带土顶进的施工方法,确保箱涵安全顺利顶进到位.1工程概况南昌市洪都大桥滨江路BB匝道下穿京九铁路框架桥工程,其车行道设计线于京九下行线K1438+982处下穿铁路,并与京九下行线斜交,角度为82.2212.框架桥结构尺寸:主框1—13×7.9rn,副框1—7.5×7.9m,两框架桥并排布置,边墙设置5cm沉降缝(图1).两框架正长均27.03横延米,此框架均分为2节,其中一节长为14m,另一节长为I3ITI.路堤高度7m,路基主要填料为砂性土,土质松散,稳定性差,必须采取措施,保证箱涵顶进期问路基 的稳定.图1框架桥结构(单位:m)2施工难点京九线是国家干线铁路,行车密度大,为保证铁路运输的安全畅通,施工期间必须对铁路进行安全可靠的架空.顶进箱涵时,由于线路轨底至涵底高lim,收稿日期:2009—11—13作者简介:龚宏华(1975一),男,工程师,毕业于华东交通大学,工学学士.铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(4)?桥梁?采用D24施工便梁加固线路,副框外边到便梁支点只有7In的距离,无法满足1:1的放坡,并且砂性土容易溜坍,对便梁支点产生很大的安全隐患.因此,在箱涵顶进过程中,确保便梁支点的稳定是本工程的主要难点.3施工方案3.1线路架空方案线路架空采用D24施工便梁架空线路,顶进施工期间行车限速45km/h,便梁支点采用人工挖孔桩和枕木垛相结合.副框线路架空时便梁支点设置如下.(1)在线路外侧的支点采用人工挖孔桩,桩长7m,桩径1.8m(图2);I:l图2副框线路外侧便梁支点设置(单位:m)(2)线路之间的支点采用3层枕木垛+双层扣轨.由于线间距只有4.05113,人工挖孔桩施工很困难,并且 铁路慢行时间很紧.经过研究讨论后采用3层枕木垛+双层扣轨,扣轨两头搭在外侧的桩基上面(图3,图4).lJ一图3副框线路之间便梁支点设置(单位:m)中间支点开挖时,先要对线路进行简易加固:纵向扣轨采用43kg/m钢轨双层4+5扣,横向采用43kg/m钢轨单层1+2扣.线路加固完成后,再挖去轨底下的道砟及填土,挖至支点底高程后,为加固地基,打人3排长1.5In,4,48mm钢管桩,再铺设3层枕木垛,最后横穿双层扣轨.横穿扣轨采用长12.5rn的50kg/m63?桥梁?龚宏华,胡洲,万波,等一既有线高路堤下箱涵顶进施工技术I:图4副框线路架空平面设置(单位:m)钢轨,用卷扬机一根根拖拽过去,再扣成双层扣轨.主框顶进时,便梁支点一端搭在副框边墙上面,另一端的线路外侧支点搭在桩基上面(图5),线路之间的支点依然采用3层枕木垛+双层扣轨.241,图5主框线路外侧便梁支点设置(单位:rr1)3.2箱涵顶进方案顶进挖土利用列车运行间隙时间,随顶随挖,每个循环进尺0.3—0.5m,列车通过时框架内作业人员应撤离路基面1m以外,严禁继续掏土.做到"顶进不行车,行车不顶进".箱涵顶进过程中,关键是在箱涵靠近中间支点时,危险最大,容易导致中间支点土体坍塌.为了解决这 个问题,本工程采用"卸载预压"+钢筋混凝土刃角带土顶进的施工方法进行箱涵顶进."卸载预压"是指在箱涵还未顶进到线路底下时,先人工在线路底下挖通架空部分的道砟及路基,在轨底下去3m,跨度为距离便梁支点3m处开始按1-1向下放坡,这样人为地先把架空部分线路底下的道砟及填土掏空,使得线路预先架空,让施工便梁先受力,使便梁支点沉降稳定.待箱涵顶进穿过线路时便梁支点沉降已经稳定,对线路有利.如图6所示.24l2图6"减载预压"法立面示意钢筋混凝土刃角带土顶进是指让刃角插入土体40～50cm(图7),然后再组织挖土,这样可以减小路基坍方的危险.箱涵前面的土采用挖机挖成圆弧形,并且尽量让坡度放缓,以免前面土体发生大面积坍方,严禁超挖,开挖的长度控制在1～2m,以免开挖纵向长度太长,引起大面积坍方.土体图7钢筋混凝土刃角带土顶进示意在箱涵顶进穿过线路时,让刃角插入砂性土中,这样不仅可以起到挡土的作用,而且还可以提供向上的反力,使箱涵有向上抬的分力,可以克服箱涵扎头的趋势.钢筋混凝土刃角的制作在箱涵预制完成后就可以进行,但预制箱涵时要先预埋好刃角的钢筋,在制作钢筋混凝土刃角时把刃角钢筋与预埋钢筋连接起来.钢筋混凝土刃角结构尺寸:顶部长3.5m,底部长0.8m,根部厚0.5m,端部厚0.3m,高7.8m.钢筋混凝土刃角属于临时结构,箱涵顶进到位后,需要凿除.为了便于凿除,使刃角的混凝土强度等级比箱涵的低一个等 级,这样凿除刃角时不至于破坏箱涵边墙.由于地基承载力较低,刚开始顶进时箱涵一直在扎头,后来在箱涵前端安装钢船头板及压入小方桩,使得箱涵扎头的趋势逐渐减缓.钢船头板设置在底板前端两边墙间,副框船头板长6.4m,主框船头板长11.8m.由角钢支架,肋板,底板组成,角钢支架间距为0.5m,与底板混凝土以M24锚固螺栓连接为一体,角钢支架与肋板,肋板与底板焊接在一起,然后把船头板的底板插入箱涵底板里面.顶进过程中钢船头板下的土体被压实.钢板以上的土体将胁间三角楔体填充构成一个向上的坡面,形似犁铧,可将钢板上的土体犁向箱涵底板上,免去了挖土中的清槽作业.压桩用挖机把小方桩压入土中,增加地基承载力.4顶进箱涵方向与高低的控制箱涵顶进方向主要通过液压顶顶力来控制,当发现偏左时,随之减少左侧顶力,再配合左侧刃角欠挖土,右侧刃角超挖土来控制方向.通过带土顶进或超挖土体来调整高低.铁道标准设计RA儿WAYSTANDARDDESIGN2010(4)?桥梁?光纤光栅应变传感器的温度补偿及其工程应用闫维明,王进,陈彦江,杨小森(北京工业大学建筑工程学院,北京100124)摘要:在使用光纤光栅应变传感器对结构应变进行监测的过程中,为了解决光纤光栅的中心波长对温度与应变交叉敏感的问题.从光纤光栅传感器的微观结构及其工作时与混凝土的相互作用机理出发.给出了利用光栅温度传感器对光栅应变传感器进行点对点温度补偿的方法,通过对应变传感器测得的数据 进行修正,来获得由荷载引起的结构真实应变值.利用实际工程中的测量数据对该方法进行了验证,得到了较为理想的效果.关键词:光纤光栅;中心波长;温度补偿;应变传感中图分类号:u一441.5文献标识码:A文章编号:1004—2954(2010)04—0065—03耐高温等,并且粘贴或埋入到结构中不会对其性能造成明显影响,因此广泛应用于工程结构的应变,温度等物理量的监测或检测中.但在对实际结构的监测之中,由于光纤光栅的中心波长对温度与应变均敏感,自身无法区分温度和应变分别引起的波长变化,从而导致了温度和应变的交叉敏感问题.所以,在进行结构的应变监测时,如何在测量数据中消除温度影响,获得由荷载引起的结构真实应变值,是非常必要的.从传感器的微观结构及其与混凝土的作用机理出发,提出了一种对光栅传感器的测量结果进行温度补偿的算法,并应用于实际工程之中.1概述2裸光栅的应变和温度测量原理光纤光栅传感器的传感原理…是:当光纤光栅周围的应变,温度或其他待测物理量发生变化时,将会引起纤芯折射率或光栅周期发生变化,进而引起光纤光栅的中心波长产生变化,通过对光栅中心波长变化量的测量,即可间接获得待测物理量的变化情况.光纤光栅传感器具有很多优点",如体积小,质量轻,可靠性,稳定性好,精度高,抗电磁干扰,抗腐蚀,收稿日期:2009—12—21基金项目:北京市教育委员会科技计划重点项目(编号KZ20O91OO05O02作者简介:闫维明(196O一),男,教授,博士生导师. 裸光栅的中心波长A表达式为A=2nA(1)式中,n为纤芯的有效折射率;A为光纤光栅折射率变化周期.n和/l二者的变化都会使A产生"波长漂移",而作用在光栅上的应变和温度是两个能够直接引起中心波长A漂移的物理量.当光纤光栅仅受到应变作用时,光栅的波长变化值△A与应变的关系式为△A=占(2)式中,Ot为光纤光栅应变系数.当光纤光栅在自由状态下仅受温度作用时,温度顶进应贯彻"少挖,慢顶,勤测,勤纠"的原则,每一顶程土方开挖完毕后,及时对轴线高程进行观测,发现偏差及时采取措施纠正,在顶进中如发现左右偏差较大时,可增减一侧顶力调整或用挖土调整,然后继续顶进.顶进结束后前面方向偏差15cm,高低偏差+10cm,在误差允许范围之内.5结论(1)通过采用"卸载预压"法预先让便梁受力,使便梁支点沉降稳定,对于确保线路的安全起到很好的效果;(2)便梁支点设置在线路外侧采用桩基,在线路中间采用双层扣轨+枕木垛,均可以满足线路稳定性要求.但是如果条件允许,采用桩基做便梁支点将更铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(4)为安全;(3)对于在砂性土中进行箱涵顶进取得一定的经验,采用钢筋混凝土刃角带土顶进,由于刃角较为容易 插入砂性土,起到挡土的作用,确保了支点的稳定.(4)通过在箱涵端头安装钢船头板,可以起到一定抑制扎头的作用.参考文献:[1]冯生华,张孚珩.城市地道顶入法施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1982.[2]刘辉.在重载铁路下顶进框构涵的施工技术[J].铁道建筑,2007(7):11—12.[3]鲍二良.既有线高路堤段下穿箱桥设计[J].铁道标准设计,2004(3):19～20.[4]王志启.高填土箱涵顶进法[J].铁道建筑,2003(11):30—31.[5]尚振坤,等.在松软地基上顶进箱涵防止扎头的尝试[J].铁道标准设计,1993(11):23—25.